چرا در ابزارهای فرآوری ویفرها، از هوای گرم به تابش مادون قرمز روی آوردهایم
اگر قصد دارید فرآیندهای پردازش نیمههادیها را سریعتر کنید، باید به جایی که زمان را از دست میدهید، توجه کنید. برای بسیاری از ما، این مشکل، فرآیند گرم کردن ویفرهاست.
اکثر دستگاههای قدیمی از هوای گرم برای گرم کردن ویفرها استفاده میکنند؛ این روش کند است: ابتدا هوا گرم میشود و سپس آن هوا ویفر را گرم میکند. این مانند گرم کردن یک اتاق با یک دستگاه گرمایشی است؛ این کار مدت زمان زیادی طول میکشد.
اما تابش مادون قرمز، این مرحله را حذف میکند؛ این روش از تابش الکترومغناطیسی برای گرم کردن سطح ویفر استفاده میکند. این روش بسیار سریع است… و این موضوع، کل فرآیند فرآوری را تغییر میدهد.
مشکلات مربوط به زمان پاسخگویی
وقتی از روش همرفت هوا استفاده میکنید، با مقاومت حرارتی مواجه میشوید؛ باید منتظر بمانید تا عناصر گرمایشی و کل حجم هوا به دمای مناسب برسند، تا ویفر شروع به گرم شدن کند. این روش، روند گرم شدن را کند کرده و روند سرد شدن را نیز کندتر میکند.
اما لامپهای مادون قرمز متفاوت هستند؛ به محض که کلید را فعال کنید، گرما فوراً ایجاد میشود؛ و به محض قطع برق، جریان گرما کاهش مییابد. این امکان را فراهم میکند که بتوانید فرآیند گرم کردن را سریعتر انجام دهید؛ و نیازی نیست ویفر برای مدت طولانی در دمای بالا باقی بماند.
صرفهجویی در فضا و کسب درآمد بیشتر
از آنجایی که تابش مادون قرمز نیازی به اتاقهای بزرگ برای حرکت هوا ندارد، میتوانید فضای مورد نیاز برای گرم کردن ویفرها را کاهش دهید. این موضوع، در کارخانههایی که فضای محدودی دارند، بسیار مفید است.
اما مزیت واقعی، تعداد ویفرهایی است که در هر ساعت میتوان تولید کرد؛ وقتی که دیگر نیازی به انتظار برای حرکت هوا نیست، چند ثانیه از هر چرخه صرفهجویی میشود. در محیطهایی که حجم تولید بالاست، این چند ثانیه میتواند منجر به افزایش چشمگیر توانایی تولید شود.
معایب (چون همیشه معایبی وجود دارد)
تابش مادون قرمز، روشی کاملاً ساده نیست؛ چون گرما در یک جهت خاص منتشر میشود، احتمال ایجاد نقاط گرم و سرد روی ویفر وجود دارد. نمیتوانید فقط یک لامپ بگذارید و انتظار داشته باشید که دمای ویفر یکنواخت باشد.
برای جبران این مشکل، نیاز به استفاده از سیستمهای چند-منطقهای و سنسورهای بسیار دقیق وجود دارد. علاوه بر این، اگر سیستم خنککننده شما برای مقابله با افزایش سریع دما طراحی نشده باشد، ممکن است مشکلاتی پیش بیاید.
ما متوجه شدهایم که بهترین راه برای مقابله با این مشکل، استفاده از سیستمهای تابش مادون قرمز همراه با پیرومترهای با سرعت بالا است؛ این تنها راه برای حفظ دمای دقیق ویفر است… یعنی دمای ویفر باید در محدوده ±۱ درجه سانتیگراد باشد.